Entsprechend dem Kreislaufwirtschaftsgesetz sollen bis 2020 mindestens 70 % der nicht gefährlichen Bau- und Abbruchabfälle einer Vorbereitung zur Wiederverwendung, dem Recycling oder einer sonstigen stofflichen Verwertung zugeführt werden. Um dieses Ziel zu erreichen müssen Materialien, die bisher als mineralischer Abfall abgelagert wurden, deutlich stärker als Sekundärbaustoffe verwendet werden. Für drei dieser Stoffgruppen sollten durch dieses Forschungsprojekt die Grundlagen für eine nachhaltige Materialverwendung im Erdbau erweitert und Vorbehalte abgebaut werden. Bei den Stoffgruppen handelt es sich um: a) organogene Böden bzw. Böden mit organischen Bestandteilen, b) Böden mit geringer Konsistenz sowie c) Sekundärbaustoffe (RC-Baustoffe, Böden mit Fremdbestandteilen, industrielle Nebenprodukte). Die Möglichkeiten und Grenzen der Verwendung von organogenen Böden bzw. Böden mit organischen Bestandteilen wurden im ersten Teil des Projektes erörtert. Neben der umfassenden Auswertung von Literaturquellen stehen mit den eigenen Untersuchungen nun umfassende Ergebnisse und ein Schema für eine erste Beurteilung bautechnischen Verhaltens solcher Böden zur Verfügung. Möglichkeiten zur Verbesserung und des Einsatzes von Böden mit geringer Konsistenz wurden im zweiten Teil dieses Projektes näher untersucht. Die Untersuchungen erfolgten anhand ausgewählter fein- und gemischtkörniger Böden. Anhand der Ergebnisse wurden die möglichen Einsatzbereiche unterschiedlicher Strategien zur Verwendbarmachung (z. B. Bodenverbesserung, Entwässerung) bewertet und Hinweise auf Einschränkungen gegeben. Im letzten Teil des Forschungsprojektes wurden die erdbautechnischen Eigenschaften von Recyclingmaterialien und HMV-Aschen untersucht. Grundsätzlich bestätigen die Untersuchungen die durchaus hochwertigen bautechnischen Eigenschaften dieser Materialien. Gleichzeitig zeigen Sie auch typische Schwächen solcher Materialien auf.

Jährlich fallen bei Erdbauarbeiten mehrere Millionen Tonnen Bodenaushub an, die nicht wieder eingebaut werden. Die als bautechnisch schwierig eingestuften Böden, wie beispielsweise Böden mit hohem Feinkornanteil, werden oft als mineralische Restmassen deponiert. Aus ökonomischen und ökologischen Gründen ist der qualifizierte Wiedereinbau anzustreben. Um die Anforderungen an Hinterfüllbereiche von Bauwerken zu erfüllen, werden jedoch im Regelfall grob- und gemischtkörnige Böden mit ≤ 15 M.-% Feinkornanteil verwendet. Für die Untersuchung der Eignung bindemittelbehandelter, bindiger Böden für Hinterfüllbereiche wurden ein fein- und ein gemischtkörniger Boden mit einem Feinkornanteil > 15 M.-% der Bodengruppe TL bzw. ST* gemäß DIN 18196 gewählt. Die Böden wurden mit je zwei Bindemitteln und drei Bindemittelgehalten (3 %, 5 %, 7 %) untersucht. Die Untersuchungen an Boden TL erfolgten mit einem Weißkalkhydrat und einem Mischbindemittel 50/50 (50 % Kalk/50 % Zement). Boden ST* wurde mit den Mischbindemitteln 50/50 und 30/70 untersucht. Mit einem Laborprogramm aus insgesamt ca. 360 Laborversuchen aus einer Kombination von einaxialen Druckversuchen, CBR-Versuchen, Triaxialversuchen und Ödometerversuchen an den Ausgangsböden und den Boden-Bindemittel-Gemischen wurde deren Festigkeit und Verformungsverhalten bestimmt, um die Gleichwertigkeit mit herkömmlichen, grobkörnigen Böden nachzuweisen. Mit den Laborergebnissen und über Setzungsberechnungen konnte bei allen untersuchten Boden-Bindemittel-Gemischen die Gleichwertigkeit zu herkömmlichen Hinterfüllmaterialien nachgewiesen werden. Es wurden Handlungsempfehlungen für die Praxis erarbeitet. Diese beinhalteten die Ermittlung der Scherparameter auf Basis von einaxialen Druckversuchen über empirisch abgeleitete Grenzwerte und der Angabe von prinzipiell erreichbaren Scherparametern für eine Anwendung im Regelfall. Weiterhin wird eine Empfehlung für die Ableitung des Steifemoduls aus den Ergebnissen einaxialer Druckversuche gegeben.

Entgegen dem ursprünglichen Ziel des Forschungsvorhabens (Entwicklung und Optimierung eines Verfahrens zur Alterung von Asphalt-Probekörpern und prüftechnische Ansprache der Performanceeigenschaften von Asphalt) war Gegenstand der Forschungsarbeit schwerpunktmäßig die Entwicklung und Optimierung eines Alterungsverfahrens. Für die Untersuchungen wurde überwiegend ein Asphaltbeton AC 8 D S (Gestein: Basalt, Straßenbaubitumen 50/70) eingesetzt. Weiter wurde noch ein offenporiger Asphalt PA 8 mit polymermodifiziertem Bindemittel 40/100-65 A berücksichtigt. In den Projektphasen wurden insbesondere folgende Untersuchungsansätze gewählt: Es wurden zwei Konditionierungsverfahren zur Alterung von Asphalt-Probekörpern angewendet – das BSS-Verfahren, ein gängiges Verfahren aus der Kunststoffindustrie zur künstlichen Bewitterung und das PAV-A-Verfahren in Anlehnung an bestehende Prüfverfahren (SATS-Prüfung, PAV-Verfahren). Für das PAV-A-Verfahren wurde zunächst eine Konditionierungsdauer von 20 h, eine Konditionierungsdruck von 2,1 MPa und Temperaturen von 30 sowie 60 °C gewählt. Ab der zweiten Projektphase wurde nur noch das PAV-A-Verfahren berücksichtigt, wobei der Druck in zwei Stufen (1,0 und 0,5 MPa) reduziert wurde. Im Rahmen der Projektphase 4 wurde neben Asphalt-Probekörpern auch Asphaltmischgut und Bindemittel mittels PAV-A konditioniert, wobei der Druck auf 0,1 MPa verringert wurde und die Konditionierungszeit in vier Stufen bis 80 h erhöht wurde. In der Projektphase 5 wurde zudem noch die Art und Geschwindigkeit des Druckablassens am Ende der Konditionierung variiert. Zusammenfassend kann aus den Ergebnissen der Projektphasen festgehalten werden, dass die zur Asphaltalterung erforderlichen Konditionierungsbedingungen mit dem PAV-A-Verfahren zu Gefügeveränderungen bzw. -zerstörungen der Asphalt-Probekörper führen. Bedingt durch die Gefügeveränderung/- zerstörung wird, wie am Beispiel der hier durchgeführten Abkühlversuche erkannt, nicht der Einfluss auf die Kälteflexibilität durch das gealterte und versprödete Bindemittel angesprochen, was sich durch ein geringeres Relaxationsvermögen und damit verbundenem schlechterem Abbau von Zugspannungen (Relaxieren) im Abkühlversuch zeigen müsste. Vielmehr hat der Asphalt bedingt durch die Gefügestörungen/-zerstörungen nicht mehr die Fähigkeit Spannungen aufzubauen.

In diesem Forschungsprojekt wird die Frage geklärt, ob Octansäuremethylester (OME) ein geeignetes Substitut für Trichlorethylen als Standardlösemittel für die Bindemittelextraktion aus Asphaltmischgut darstellen kann. Es werden die technischen Voraussetzungen für den Einsatz, die Auswirkungen auf die Ergebnisse von Laborprüfungen und eventuelle labortechnische Folgen analysiert. Die Möglichkeit der Substitution wird für verschiedene Asphaltarten und Bitumen überprüft. OME ist ein weitestgehend ungefährlicher bitumenlösender Pflanzenölester mit einem Siedepunkt von ca. 193 -°C und einem charakteristischen Geruch nach Kokos. Ab einer Temperatur von ca. 245 -°C sind die Lösemitteldämpfe bei Sauerstoffkontakt spontan entflammbar, weshalb die Heissextraktion aus Arbeitsschutzgründen mit diesem Lösemittel nicht durchgeführt werden sollte. Die Extraktion in einer geschlossenen Anlage bei abgesenktem Druck und moderateren Temperaturen kann sicher erfolgen. In den Ergebnissen der Mischgutanalyse zeigen sich unter Anwendung von OME im Vergleich zu Ergebnissen unter Anwendung von Tri als Lösemittel keine signifikanten Unterschiede. Sowohl der bestimmte Bindemittelgehalt als auch der bestimmte Fülleranteil sind unter Anwendung der beiden Lösemittel weitestgehend als gleich zu bewerten. In dem an die Extraktion anschließenden Prozess der Bindemittelrückgewinnung wird das Lösemittel im Rotationsverdampfer von der Bitumenphase getrennt. Dieser Vorgang der Destillation wurde für üblicherweise im Asphaltlabor vorhandene Rotationsverdampfer weitestgehend optimiert. Es war jedoch nicht möglich, das gesamte Lösemittel von der Bitumenphase zu trennen, weshalb Lösemittelreste im Bitumen verblieben. Diese führen zu Veränderungen der physikalischen Eigenschaften der rückgewonnenen Bindemittel. Mehrheitlich zeigt sich das mit OME zurückgewonnene Bindemittel in allen angesprochenen Temperaturbereichen weicher als nach Rückgewinnung mit Tri. Die Ergebnisse der Vergleichsuntersuchungen deuten an, dass die Menge der im Bitumen verbleibenden Lösemittelreste vom verwendeten Destillationsgerät abhängt und dadurch die Vergleichbarkeit von Ergebnissen aus Bitumenprüfungen an mit OME zurückgewonnenen Bindemitteln gering ist.

Das Säulenkurzverfahren nach DIN 19528 kann im Rahmen der Güteüberwachung zur Prüfung der Umweltverträglichkeit eines Baustoffs durchgeführt werden. Da feinkörnige Materialien z. T. sehr schlecht perkolierbar sind, ist in diesen Fällen eine Quarzsandzumischung von 80 % in DIN 19528 vorgesehen. Hier wird davon ausgegangen, dass sich Gleichgewichtskonzentrationen einstellen und somit die Zumischung für das Eluat irrelevant ist. Die Sandzumischung hat u.a. den Vorteil, dass eine Verkürzung der Versuchslaufzeit entsteht. Zielsetzung dieses Projekts war es, den Einfluss einer Quarzsandzumischung für unterschiedliche Baustoffe zu überprüfen und die Versuchsdurchführung zu konkretisieren und zu optimieren. Falls die Sandbeimischung die Ergebnisse nicht beeinflusst, wäre es möglich, auch gröbere Materialien unter Sandbeimischung zu untersuchen und so bei der Güteüberwachung Zeit einzusparen. Eine Versuchsreihe zur Optimierung der Prüfbedingungen mit einem bindigen Boden (Ton) sowie einem grobkörnigen RC-Material (Größtkorn 16 mm) zeigte, dass ein Sandanteil von 50 % einen guten Kompromiss darstellt, da das Wasser gleichmäßig durch das bindige Material (Ton) perkolieren konnte und beim groben Material (RC) keine Verdünnung auftrat. Die Sättigungsphase sollte von 2 h auf 5 h verlängert werden, weil sonst zu Versuchsbeginn für einige Parameter noch keine Gleichgewichtskonzentration erreicht ist. Mit dem optimierten Verfahren wurden 8-fach-Bestimmungen und Laborvergleichstests an zwei RC-Materialien mit und ohne Sandzumischung (50 %) durchgeführt. Die Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet. Die Unterschiede aufgrund der Sandzumischung waren deutlich geringer als die Unterschiede zwischen den Ergebnissen der unterschiedlichen Labore. Wird die statistische Verteilung der Konzentrationen umweltrelevanter Parameter betrachtet, besteht kein Unterschied ob der Säulenversuch mit oder ohne Sandzumischung durchgeführt wurde. Eine Prüfserie an 16 unterschiedlichen mineralischen Abfällen und Nebenprodukten zeigte, dass der optimierte Säulenschnelltest mit einer Sandzumischung von 50 % keine statistisch signifikanten Abweichungen zum Säulenschnelltest am reinen Material aufweist und somit als Standard für den Säulenversuch eingeführt werden kann.

Der Straßenbaustoff Asphalt ist unter bestimmten Voraussetzungen in der Lage, während Erholungsphasen eine bereits eingetretene Strukturschädigung selbsttätig zum Teil oder vollständig zurückzubilden und so eine Regeneration des Baustoffs zu bewirken. Man spricht von Selbstheilungs- oder Healing-Eigenschaften. Für eine Steigerung der Dauerhaftigkeit von Straßenbauasphalten wäre es von großem Nutzen, die Healing-Eigenschaften kontrollieren bzw. stimulieren zu können. Eine systematische Untersuchung der Healing-Eigenschaften von Bitumen und Asphalt sowie geeignete Verfahren zu ihrer prüftechnischen Ansprache waren bisher nicht bekannt. Ziel des Forschungsprojekts war es, zu klären, ob und mit welchen Prüf- und Auswertemethoden die Healing-Eigenschaften von Straßenbauasphalten im Labor angesprochen werden können. Mit dieser Arbeit werden erstmals Ergebnisse aus systematisch variierten Reihenuntersuchungen zu den Selbstheilungskräften von Bitumen und Asphalt vorgestellt. Es wurden statische und zyklisch-dynamische Laborprüfungen mit Lastpausen (Erholungsphasen) zwischen den Belastungszyklen eingesetzt. Zur Ansprache von Healing-Eigenschaften erwiesen sich auf Asphaltebene kraftgeregelte Zug-Druck-Wechsellastprüfungen und auf Bitumenebene kraftgeregelte DSR-Ermüdungsprüfungen jeweils mit Lastpause als gut geeignet. Es wurde eine Auswertemethodik entwickelt und neue Healing-Indices eingeführt, die eine Beurteilung des Healing-Verhaltens an einem einzigen Probekörper nach Durchführung einer Ermüdungsprüfung erlauben. Die materialspezifischen Healing-Eigenschaften könnten bei der rechnerischen Dimensionierung vorteilhaft berücksichtigt werden. Dazu wird ein Konzept vorgestellt, nach dem die im Rahmen von Dimensionierungen notwendigen Ermüdungsprüfungen mit Untersuchungen zum Healing-Verhalten zu ergänzen sind. Folglich kann ein modifiziertes Materialgesetz verwendet werden, welches auch die materialspezifischen Healing-Eigenschaften abbildet.

Mit dem Forschungsvorhaben wird das Ziel verfolgt, die Dauerhaftigkeit von Asphalt mit der SATS-Prüfung zu untersuchen. Es handelt sich um ein Klimatisierungsverfahren, bei dem Feuchtigkeit, Wärme und Druck auf Asphalt-Probekörper einwirken und mittels des dynamischen Spaltzugversuchs, oder auch einer anderen Vergleichsprüfung, untersucht werden. Daraus wird der SATS-Dauerhaftigkeitsindex bzw. SATS-Verhältnis ermittelt. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit soll überprüft werden, ob der SATS-Prüfung für die in Deutschland üblichen Asphaltmischungen anwendbar ist und somit grundlegende Erfahrungen gesammelt werden, so dass eine aussagekräftige Bewertung möglich ist. Basierend auf dem Entwurf der europäischen Prüfnorm (prEN 12697-45) werden mit diesem Prüfverfahren verschiedene Asphaltmischungen (AC 16 B und AC 32 T mit Bindemitteln 10/20, 50/70, 30/45, 10/40-65 A und 25/55-55 A und drei Gesteinsarten) untersucht. Für die SATS-Prüfung wurde der dynamischer Spaltzugversuch und der direkter Zugversuch verwendet. Anschließend wurden die Ergebnisse aus der SATS-Prüfung mit den Ergebnissen aus dem Flaschen-Rollverfahren verglichen. Es konnte festgestellt werden, dass alle ermittelten Ergebnisse unterhalb der Anforderung des englischen Regelwerks liegen, d.h. der SATS-Dauerhaftigkeitsindex, des geprüften Asphalts mit dem Bindemittel 10/20 ist kleiner als 80 %. Obwohl sich tendenziell die höchsten SATS- Dauerhaftigkeitsindexe, die mittels dynamischem Spaltzugversuch ermittelt wurden, bei Verwendung des Bitumens 10/20 zeigen, sind bei den anderen vier verwendeten Bindemitteln keine eindeutigen Differenzierungen zwischen den Ergebnissen zu identifizieren. Die ermittelten Werte aus den Versuchen mit dem direkten Zugversuch haben eine tendenziell stärkere Differenzierung der Ergebnisse gezeigt. Bei der Betrachtung der Ergebnisse der SATS-Prüfung im Vergleich zum Flaschen-Rollverfahren ist kein signifikanter Zusammenhang erkennbar, ausser bei den Ergebnissen mit Verwendung des Bitumens 10/20.

In den Jahren ab 1959 wurde an der Technischen Universität Berlin von B. Wehner und seinem Assistenten K.-H. Schulze eine Prüfeinrichtung entwickelt, mit der die Polierresistenz von groben und feinen Gesteinskörnungen ermittelt werden konnte. Ende der 1990er Jahre waren die noch existierenden Prüfeinrichtungen nicht mehr gebrauchstauglich. Dies bewog 1999 dazu, einen modernisierten Nachbau unter Beibehaltung wesentlicher Maschinenparameter durchzuführen. Bei Vergleichsuntersuchungen stellte sich heraus, dass mit den Prüfeinrichtungen der 2. Generation ein abweichendes Messwerte-Niveau ermittelt wird. Um den aus einer Vielzahl von Forschungsarbeiten aufgestellten Bewertungshintergrund und die daraus abgeleiteten Anforderungswerte weiter nutzen zu können, musste dieser auf die neue Gerätegeneration übertragen werden. Durch Untersuchungen an unterschiedlichen Prüfkörnungen verschiedener Gesteine wurde der Erwartungsbereich für die Polierwerte PWS ermittelt und damit ein Bewertungshintergrund aufgestellt. Durch die Vergleichsuntersuchungen an den Rückstellproben aus der TU Berlin konnte für die Prüfkörnungen 8/11 und 0,2/0,4 mm eine direkte Übertragung von bestehenden Anforderungswerten auf die aktuelle Gerätegeneration vorgenommen werden. Die Unterschiede in den Messwerte-Niveaus zwischen den Gerätegenerationen konnten quantifiziert werden. Die Spreizung der Polierwerte bleibt trotz dieser Veränderung gleich. Um einen aktuellen Vergleich zwischen den Polierverfahren PWS und PSV herzustellen, wurden Gesteinskörnungen aus Lagerstätten aufgenommen, die auch in einer parallel laufenden PSV-Forschungsarbeit genutzt wurden. Für die 2. Gerätegeneration der Prüfanlage Wehner/Schulze wurde somit erstmalig ein Zusammenhang zum Polierverfahren PSV hergestellt. Es wird empfohlen, den bestehenden Anforderungswert für die Polierresistenz von feinen Gesteinskörnungen in Deckschichten aus Beton auf Grund der durchgeführten Untersuchungen anzupassen und die vorgeschlagenen Anforderungswerte für die groben Gesteinskörnungen durch eine Datensammlung abzusichern.

Die messtechnische Erfassung der Längsebenheit ist Bestandteil der Zustandserfassung und -bewertung von Fahrbahnoberflächen der Bundesfernstraßen (ZEB). Zur Steigerung der Prozesssicherheit und Gewährleistung der Vergleichbarkeit unterschiedlicher Messsysteme wurde innerhalb dieses Forschungsprojektes ein einheitlicher Auswertealgorithmus zur Ermittlung des Höhenlängsprofils aus den Lasermessdaten entwickelt sowie Anforderungen an die Güte der verwendeten Sensorik abgeleitet. Der entwickelte Auswertealgorithmus basiert auf dem TRRL LR 922, wobei anhand von theoretischen Überlegungen Vereinfachungen und Ergänzungen abgeleitet wurden, um u.a. das HRM-Verfahren an das spezifische Messsystem anzupassen. Empfohlen wird eine Messbalkenlänge von 2m oder 4m. Die algorithmische Höhenlängsprofilbestimmung erfolgt anhand bereits auf ein 10-cm-Raster gemittelter Lasermesswerte und führt in einem abschließenden Schritt eine Trendbereinigung mit einer Grenzwellenlänge von 150m aus. Zur Ableitung der Anforderungen an vorangehende Prozessschritte wurden existierende Messgeräte miteinander verglichen sowie virtuelle Messsysteme simuliert und eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Anhand der Betrachtung gemessener Höhenlängsprofile konnten Rückschlüsse auf die zugrundeliegende Genauigkeit der Wegerfassung und der Spurtreue gezogen werden. Je nach Fahrbahnbeschaffenheit kann sich eine schlechte Spurtreue oder eine fehlerhafte Wegerfassung stärker auf die Genauigkeit des erfassten Höhenlängsprofils auswirken als der Einfluss des Einzelfehlers der Laserabstandsmessung. Anhand typischer Eigenschaften der Fahrbahnlängsprofile (Unebenheit (Phi(Index h) und Welligkeit w) konnten Vorschläge für die Anforderungen an die Messtechnik abgeleitet werden. So ist eine Lasermessgenauigkeit von unter 0,1mm nicht erforderlich. Die Mittelung der Laserwerte über einen 10cm-Abschnitt erfordert nicht mehr als 10 Werte. Eine Fehlertoleranz der Wegerfassung von 1% ist für die Berechnung des Höhenlängsprofils ausreichend.

Im derzeitigen Regelwerk der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen können mit Bitumenemulsion gebundene Tragschichten nur unzureichend auf Basis empirischer Erfahrungswerte bei der Dimensionierung eines Oberbaus berücksichtigt werden. Hierzu fehlen Erfahrungen über die Höhe der dimensionierungsrelevanten Materialkenndaten und deren beeinflussende Parameter. Die Auswertung der begleitenden Untersuchungen einer großflächigen Baumaßnahme mit einer bitumendominaten Tragschicht in Kaltbauweise (BAB 30) belegt eine zwar gleichmäßige, aber wenig tragfähige Materialqualität. Mit dem Ziel der Optimierung der dimensionierungsrelevanten Kennwerte einer bitumendominaten Tragschicht in Kaltbauweise wurden zunächst Art und Gehalt der Bitumenemulsion und des Asphaltgranulates variiert. Zur Festlegung der Gemischzusammensetzungen wurden die volumetrischen Kenndaten sowie die zeitliche Entwicklung der Steifigkeiten im Spaltzugversuch ermittelt. Die ermittelten Steifigkeiten zeigen, dass statische Spaltzugfestigkeiten von 1,1 bis über 1,5 MPa nach 28 Tagen Probenlagerung erreicht werden können. Die zum Vergleich herangezogene statistische Auswertung von baubegleitenden Untersuchungen der BAB 30 belegt einen deutlichen Unterschied. Hier lagen die mittleren Spaltzugfestigkeiten nach 28 Tagen nur bei 0,5 bis 0,7 MPa. Die Bruchdehnungen der in diesem Forschungsprojekt untersuchten Gemische von über 2,5 ‰ dokumentieren zudem einen eindeutigen emulsions-dominaten Mischgutcharakter. Auch die statischen E-Moduln sind mit bis zu 5000 MPa als hoch für eine Bitumenemulsion gebundene Asphalttragschicht einzustufen. Mit den ausgewählten Gemischen wurden anschließend Probeplatten mit dem Walzsektor-Verdichtungsgerät hergestellt. Hierzu wurden die Verdichtungsbedingungen leicht modifiziert. An den aus den Probeplatten herausgebohrten Bohrkernen wurden mittels dynamischem Spaltzug-Schwellversuch die Steifigkeiten bei Prüftemperaturen von -10 bis 20 -°C, sowie bei den Prüffrequenzen von 0,1, 1, 5 und 10 Hz bestimmt. Darüber hinaus wurde, ebenfalls im Spaltzug-Schwellversuch, das Ermüdungsverhalten bei 20 -°C ermittelt. Die Ergebnisse der dynamischen Spaltzug-Schwellversuche zeigen, dass die Steifigkeiten der mit Bitumenemulsion gebundenen Asphalttragschichten nicht das Niveau einer Heißasphalttragschicht erreichen. Fast über den gesamten Temperatur- und Frequenzbereich sind deutlich niedrigere Steifigkeiten ermittelt worden. Tendenziell erreichen die Gemischvarianten mit dem weicheren Asphaltgranulat zumindest bei niedrigeren Prüftemperaturen und/oder niedrigeren Prüffrequenzen höhere Steifigkeiten im Vergleich zu den Gemischen mit dem härteren Bindemittel im Asphaltgranulat. Die aus den Laborversuchen abgeleiteten Ermüdungskurven zeigen im Vergleich zum Referenzasphalt eine ähnliche Situation. Auch hier ist ein signifikant schlechteres Verhalten im Vergleich zum Niveau einer Heißasphalttragschicht erkennbar. Ebenso zeigt die Mehrzahl der Gemischvarianten mit dem weicheren Bindemittel im Asphaltgranulat im Vergleich zu den Varianten mit dem härteren Asphaltgranulat ein etwas besseres Ermüdungsverhalten. Die Dimensionierungsberechnungen haben ergeben, dass die Einbindung einer Kaltasphalttragschicht in den hohen Belastungsklassen nur sehr bedingt möglich ist. Hier lassen sich lediglich unter Berücksichtigung einer konventionellen Asphalttragschicht als unterste Asphaltschicht brauchbare Lösungen errechnen. Bei Belastungsklassen Bk3,2 und niedriger konnten wirtschaftlich und bautechnisch sehr sinnvolle Lösungen dargestellt werden. Hier bietet sich offensichtlich ein sehr interessantes Anwendungsgebiet für Kaltasphalttragschichten an. Allerdings haben nur wenige der untersuchten Gemischvarianten zu einer wirtschaftlichen Oberbaudicke geführt. Die Varianten mit dem weicheren Asphaltgranulat (AG1), und hier besonders die Varianten mit hohem Asphaltgranulatanteil lieferten die wirtschaftlichsten Oberbaukonzepte. Zukünftige Forschungsprojekte mit Kaltasphaltbauweisen sollten die mechanische Wirksamkeit des Emulsionswassers in zeitlicher Betrachtung berücksichtigen. Hierzu konnte gezeigt werden, dass auch weit über 28 Tage hinaus noch eine deutliche positive Veränderung der mechanischen Eigenschaften an mit Bitumenemulsion gebundener Asphalttragschichten zu erwarten ist.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Parameter, die zur Identifizierung nach DIN EN 12802 bestimmt werden, nicht hinreichend im Rahmen einer Mustergleichheitsprüfung sind. Technisch bedingte Produktionsschwankungen und die schwierige Probenahme an der Baustelle schränken die Aussagekraft dieser Parameter noch weiter ein. Die BASt hat daher neue Verfahren zur Identifizierung als Ersatz beziehungsweise Ergänzung zu den genormten Methoden getestet. Die thermogravimetrische Analyse bietet Informationen zur Zusammensetzung der Markierungsstoffe über die Abbautemperaturen. In einem Temperaturbereich von circa 10 Grad C bis 1000 Grad C werden kontinuierlich alle Abbauschritte sichtbar und über die Masseveränderung, der jeweilige Anteil bestimmt. Im Temperaturbereich von circa 350-450 Grad C gelang es, den jeweiligen Temperaturen die Bindemitteltypen zu zuordnen. Der Gehalt an Carbonaten (aus Calzit oder Dolomit) als Calciumcarbonat-Äquivalent, wird durch die Abbaustufen bei mehr als 700 Grad C erfasst. Bei gleichen Inhaltsstoffen konnten Verschiebungen der Temperaturstufen auftreten. Im Falle des Calciumcarbonates konnte dieser Effekt auf die unterschiedlichen Gehalte an Calciumcarbonat in der Matrix zurückgeführt werden. Generell zeigt sich eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse der Normverfahren nach DIN EN 12802 mit den Massenverlusten der thermogravimetrischen Abbaustufen in vergleichbaren Temperaturbereichen. Bei der thermogravimetrischen Analyse können zusätzliche Erkenntnisse zur Beurteilung der Mustergleichheit herangezogen werden. Insbesondere die Kombination der Infrarotspektrometrie und der Thermogravimetrie ist eine vielversprechende Möglichkeit für die Identifizierung von Markierungsstoffen. Bei sorgfältiger Probenvorbereitung ist die Thermogravimetrie reproduzierbar und zur Identifizierung aussagekräftig. Die Investitionskosten für die Thermowaage mit Auswerteeinheit betragen circa 40.000 Euro. Für Analyse und Auswertung werden etwa 2,5 Stunden benötigt. Als Verbrauchsstoffe sind jeweils etwa 20 l Stickstoff und synthetische Luft (jeweils 200 ml/min) erforderlich. Die einfache Durchführung, der geringe Zeit- und Personalbedarf sowie die hohe Aussagekraft rechtfertigen diese Investitionskosten. Die Headspace-Gaschromatografie ermöglicht es, lösemittelbasierte Markierungsfarben auf das Vorhandensein von nicht zugelassenen, aromatischer Kohlenwasserstoffen und die verwendeten Lösemittel zu überprüfen. Bei Kaltplastiken ist die Identifizierung des Bindemittels über seine Monomere möglich. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse, Probenahmen bei Applikationen und Produktionsschwankungen ist noch die Grenzwertfindung, in der die Identität einer Probe zum Urmuster angenommen werden kann, notwendig. Als Anhaltspunkte zur Toleranzenfindung dienen die Angaben der TP-M \'88. Eine Begründung der Toleranzen über produktionstechnische Schwankungen oder Fehler durch Probenahme und Analytik fehlen. Sind die Erfahrungen positiv, wird die Einarbeitung der Verfahren in die Norm DIN EN 12802 angestrebt.

Die vorliegende Studie dokumentiert, welche mineralischen Straßenbaustoffe in Deutschland in welcher Qualität lieferbar sind. Dazu wurden die Qualitätsmerkmale von Mineralstoffen erfasst und ausgewertet. Die Auswertung des Datenmaterials wurde nach gesteinsspezifischen Eigenschaften und nach Ländern getrennt vorgenommen. Berücksichtigt wurden Produkte der Jahre 1990 bis 1994 von Mineralstoffbetrieben aus den alten (1.070 Betriebe) und neuen Bundesländern (409) sowie aus Importländern (77). Die nach den Richtlinien für die Güteüberwachung von Mineralstoffen im Straßenbau fremdüberwachten Lieferbetriebe sind in der Lage, Mineralstoffe für den Straßenbau in guter Qualität entsprechend den Forderungen des Technischen Regelwerkes herzustellen. Die Anforderungen des Regelwerkes werden teilweise mühelos erreicht. Ob die Gütesicherung von Mineralstoffen effektiver gestaltet werden kann (zum Beispiel Änderung des Prüfrhythmus, Verzicht auf Prüfungen), lässt sich erst nach wiederholter Datenerfassung beurteilen. Die vorliegenden Ergebnisse sind für die Straßenverwaltungen bedeutsam bei der Abschätzung der Forderungen an die Hersteller. Auf EU-Ebene können die Ergebnisse unter anderem als Grundlage zur Beurteilung der in den EU-Papieren vorgeschlagenen Anforderungen herangezogen werden.

In diesem Bericht werden die Ergebnisse des Forschungsprojektes FE 84.0104/2009/ mit dem Titel "Untersuchung des Einflusses der Grobtextur auf Messergebnisse mit dem SKM-Messverfahren", das am Institut fuer Fahrzeugsystemtechnik (FAST) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) durchgeführt wurde, vorgestellt. Dieses Forschungsprojekt hatte das Ziel, den Einfluss der Grobtextur (Makrotextur) auf die Geschwindigkeitsabhängigkeit und Temperaturabhängigkeit des SKM-Griffigkeitswertes zu untersuchen. Es wird die Funktionsweise des am Institut entwickelten und aufgebauten Griffigkeits- und Abriebprüfstand (GAT) erklärt. Mit diesem Prüfstand können Griffigkeitsversuche auf Fahrbahnproben durchgeführt werden. Weiterhin wird ein neu entwickeltes Abdruckverfahren füer die Herstellung von Fahrbahnabdrücken vorgestellt. Mit diesem können Fahrbahnabdrücke von realen Fahrbahnproben erzeugt werden. Durch eine Erweiterung des vorgestellten Abdruckverfahrens können des Weiteren Fahrbahnproben mit definierten künstlichen Makro- und künstlichen Mikrotexturen erzeugt werden. Somit können am GAT Griffigkeitsversuche auf realen Fahrbahnproben, aber auch auf speziell hergestellten Fahrbahnabdrücken durchgeführt werden. Mit der Kombination aus GAT und dem vorgestellten Abdruckverfahren kann der Einfluss der Fahrbahngrobtextur auf die Griffigkeit unabhäengig vom Materialeinfluss betrachtet werden. Abschließend werden die Ergebnisse der Griffigkeitsversuche, die am Griffigkeits- und Abriebprüfstand durchgeführt wurden, vorgestellt. Diese Ergebnisse werden mit Griffigkeitsversuchen am Innentrommelprüfstand des Institutes und mit SKM-Messdaten, die mit einem SKM-Messsystem auf der Straße gemessen wurden, verifiziert. Die ermittelten Ergebnisse zeigen, dass die Geschwindigkeitsabhängigkeit von der Fahrbahnmakrotextur beeinflusst wird. Zusätzlich muss jedoch auch der Einfluss der Fahrbahnmikrotextur berücksichtigt werden, da immer die Kombination aus Makro- und Mikrotextur für die Geschwindigkeitsabhängigkeit von Bedeutung ist. Der Einfluss der Fahrbahnmakrotextur auf die Temperaturabhängigkeit des SKM-Wertes konnte innerhalb dieses Forschungsprojektes nicht abschließend untersucht werden, da bei den durchgeführten Griffigkeitsversuchen am GAT mit den verwendeten Fahrbahnabdrücken Temperatureffekte auftraten, die zukünftig noch weiter analysiert werden müssen.